活塞常見損傷的檢查與修理

張宇

活塞工作時，在氣缸內做高速往復運動，它與氣缸壁的相對速度可高達1000 m/min左右，并始終承受高溫、高壓的作用，加之散熱困難、潤滑不良等因素，使活塞在使用一段時間后，造成不同程度的損傷?；钊某Ｒ姄p傷有：裂紋、頂部嚴重燒損、環(huán)槽已磨成明顯梯形或邊間隙超過規(guī)定值。對于出現(xiàn)上述損傷的活塞不予修理直接做報廢處理換用新活塞。無以上現(xiàn)象時，可配以新活塞環(huán)繼續(xù)使用。

一、活塞的結構特點

活塞和氣缸蓋、氣缸一起構成氣缸容積和燃燒室?；钊诟邷亍⒏邏喝細庾饔孟?，在氣缸里做高速往復直線運動，完成吸氣、壓縮、作功、排氣等工作循環(huán)過程。

活塞受到本身速率周期性變化而形成的慣性力、氣體壓力和側壓力的聯(lián)合作用?；钊跉飧變裙ぷ鲿r，燃氣的最高溫度可達2000 ℃，活塞頂還承受瞬變高溫的作用，且溫度分布很不均勻，從而產生嚴重的熱負荷。同時，潤滑困難工作條件惡劣。

活塞沿高度方向自上而下可分為4部分：第一道環(huán)槽以上部分稱為頂部，它與氣缸共同構成燃燒室的一部分；活塞環(huán)槽區(qū)域稱為環(huán)槽部，用于安裝活塞環(huán)；活塞銷座部分稱為銷座部，用于安裝活塞銷；活塞銷座以下部分稱為裙部，它對活塞的往復運動起導向作用，同時承受側壓力。

二、活塞常見損傷

1.活塞環(huán)槽磨損

活塞環(huán)槽的磨損通常發(fā)生在高度方向上，第一道活塞環(huán)槽磨損最嚴重。活塞環(huán)槽磨損后使活塞環(huán)側隙增大，如不及時修理或更換活塞，會導致發(fā)動機工作時燒機油和氣缸壓力下降等后果。

活塞環(huán)側隙是指活塞環(huán)與活塞環(huán)槽在高度方向上的配合間隙。測量時，將一新活塞環(huán)放入環(huán)槽，用塞尺測量環(huán)的側隙。若更換新活塞環(huán)后側隙過小，可將活塞環(huán)平放在細砂布上研磨；若側隙過大，說明環(huán)槽磨損，可將環(huán)槽車削加寬并更換加厚的活塞環(huán)，也可在活塞環(huán)上方加裝組合式油環(huán)的刮油鋼片，但普通發(fā)動機的活塞很便宜，一般可將活塞環(huán)與活塞一起更換。

2.活塞裙部磨損

活塞與氣缸壁的接觸僅在裙部，且與活塞銷軸線垂直的部位，此部位決定了活塞與氣缸的配合間隙。活塞裙部在高壓氣體的作用下，受側向力作用的一面緊貼在氣缸壁上，產生摩擦而磨損。正常工作時，這部分磨損一般為每1萬km磨損0.01～0.02 mm。

檢查活塞裙部的磨損。在與活塞銷垂直的方向，用外徑千分尺測量活塞裙部直徑，若測量值超過極限值時，在發(fā)動機大修時應更換全部活塞。

3.活塞裙部橢圓短軸部位熔著磨損

當活塞裙部圓度或圓柱度小于技術要求時，裙部原來的橢圓短軸在受熱膨脹后伸張，使活塞與氣缸壁的配合間隙變小，產生脹缸，拉傷氣缸和活塞，并使局部產生高溫，形成熔著磨損。當潤滑不良或潤滑油和可燃混合氣內含有磨料時，將使活塞與氣缸產生拉毛現(xiàn)象，嚴重時，會因局部產生高溫而導致熔著磨損。活塞拉毛如僅形成細微的直線條紋，可修光毛邊繼續(xù)使用。

4. 活塞銷座孔磨損

活塞銷座孔磨損后表現(xiàn)為活塞銷與座孔配合間隙增大，運轉時發(fā)出異常響聲，低速和改變轉速時更為明顯。內徑千分表和內徑千分尺在銷孔上受力方向和水平方向測量，算出圓度和磨損量。根據(jù)標準值確定活塞銷孔磨損是否超限。活塞銷座孔磨損產生原因受活塞銷往復沖擊而自然磨損，形成橢圓；裝配時未加熱活塞，強行敲入，使銷孔擦傷；孔與銷之間間隙較大，沖擊磨損嚴重?；钊N座孔磨損多采用鉸削的方法修復。

5.活塞的刮傷

活塞刮傷一般都有明顯的痕跡，輕度刮傷的活塞，如果不影響與氣缸的配合間隙，允許用細砂布研磨后繼續(xù)使用，刮傷嚴重的活塞必須更換，并根據(jù)下述情況查明故障原因。

（1）活塞裙部兩側同時出現(xiàn)刮傷，通常是新?lián)Q活塞與氣缸配合間隙過小所致。

（2）活塞裙部垂直活塞銷方向的一側刮傷，通常是怠速轉速過低使缸壁潤滑不良或發(fā)動機長期大負荷工作，而導致活塞受側壓力較大的一側刮傷。

（3）活塞裙部兩側銷座處刮傷，通常是活塞銷與座孔配合過緊，受熱后沿活塞銷方向膨脹量過大造成。

（4）活塞與氣缸配合間隙過大，將會引起第一道環(huán)槽的上部磨損或刮傷。

（5）活塞刮傷部位出現(xiàn)在一側活塞銷座的上方，通常是連桿變形造成。

（6）活塞裙部橢圓短軸部位熔著磨損。

6.活塞燒頂

活塞頂部直接承受高溫高壓氣體的作用。由于點火正時不對，燃料成分不符合要求等，將會產生爆震，或者由于發(fā)動機長時間超負荷運轉等，均將造成活塞燒頂現(xiàn)象?；钊敳繜g輕者有疏松狀麻坑，重者有局部燒熔現(xiàn)象?；钊斆鏌g將導致高溫燃氣竄入曲軸箱，加速潤滑油的氧化變質、氣缸密封性變差、壓縮比下降、燃油燃燒過程變壞、發(fā)動機的動力性和經濟性下降；嚴重時活塞開裂破碎，損壞缸套、連桿、曲軸、機體等零部件。endprint